[发明专利]一种基于量子加密的配电网信息安全传输方法

权利要求书

1.一种基于量子加密的配电网信息安全传输方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1、建立通信：

管理域内所有配用电终端与边缘服务器通信连接，边缘服务器、代理服务器以及主站服务器通过电力通信网实现信息交互，量子加密服务器与主站服务器通信连接，量子加密服务器通过量子信道给代理服务器以及边缘服务器分发量子密钥；

步骤S2、边缘服务器依次获取配用电终端发送的请求信息，根据保密等级将请求信息打包成一级信息块A和二级信息块B并发送至主站服务器；根据一级信息块A中请求信息的占位情况生成二进制随机数序列L1；

步骤S3、主站服务器根据请求信息生成对应的一级应答信息块C和二级应答信息块D，将应答信息块发送至代理服务器；代理服务器根据一级应答信息块C中的一级应答信息c的占位情况生成二进制随机数序列L2；

步骤S4、量子加密服务器收到主站服务器发出的控制信号后生成m+n个量子密钥q制作成量子密钥池Q，按量子密钥生成序号分配密钥存储地址，每一个密钥存储地址位存储有对应序号的量子密钥；给量子密钥池Q配置公钥池Puk和私钥池Pri，公钥池Puk中的公钥编号与量子密钥生成序号对应；私钥池Pri的私钥编号与公钥池Puk中的公钥编号一一对应；

步骤S5、代理服务器以二进制随机数序列L2作为随机数通过不经意传输协议获取量子加密服务器分发的量子密钥q，进而对一级应答信息c进行量子加密后得到一级应答加密信息cx；将量子密钥加密后的一级应答信息块C以及二级应答信息块D通过加密后发送至边缘服务器；

同步的，边缘服务器以二进制随机数序列L1作为随机数通过不经意传输协议获取量子加密服务器分发的量子密钥q，将量子密钥q存储在密钥存储单元中；

步骤S6、边缘服务器获取加密后的一级应答信息块C和二级应答信息块D并对其进行认证解密，解密后的一级应答信息块C通过量子密钥q进行解密；

步骤S7、边缘服务器将请求信息对应的应答信息发送至对应的配用电终端。

2.根据权利要求1所述的一种基于量子加密的配电网信息安全传输方法，其特征在于：

步骤S2中，根据保密等级将请求信息打包成一级信息块A和二级信息块B包括如下步骤：

步骤S21、一级信息块A中包含有m条一级请求信息a，记A=（a₁，a₂,···，a_m）；二级信息块B中包含有n条二级请求信息b，记B=（b₁，b₂,···，b_n）；边缘服务器中设置有两组寄存器E1和E2，寄存器E1分配有匹配一级信息块A的存储空间，寄存器E2分配有匹配二级信息块B的存储空间；存储空间内设置有m+n个信息存储位，信息存储位地址码与配用电终端的编号对应；

步骤S22、寄存器E1根据配用电终端的编号将其对应的一级请求信息a放置在其对应的信息存储位上，根据占位信息生成对应的二进制随机数序列L1；

步骤S23、寄存器E2根据配用电终端的编号将其对应的二级请求信息b放置其对应的信息存储位上；

步骤S24、将寄存器E1存储空间内的信息打包后通过主站服务器的公钥对其进行加密，加密后的信息采用边缘服务器的私钥对其进行签名后打包成一级信息块A并发送至主站服务器；

步骤S25、将寄存器E2存储空间内的信息打包后通过主站服务器的公钥对其进行加密，加密后的信息采用边缘服务器的私钥对其进行签名后打包成二级信息块B并发送至主站服务器。

3.根据权利要求2所述的一种基于量子加密的配电网信息安全传输方法，其特征在于：

二进制随机数序列L1的生成方式如下：

寄存器E1内设置有m+n个信息存储位，根据信息存储位的占位情况生成二进制随机数序列L1，其中，二进制序列的序列位信息与信息存储位的占位信息匹配；信息存储位的占位为空记做“0”，信息存储位的占位为非空记做“1”。